Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Строительство подземных сооружений в городах

..pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
17.46 Mб
Скачать

выработок-емкостей принимают центральное расположение вскрывающей выработки. Замкнутая система выработок-емкостей и проведение их с помощью высокопроизводительного проходческого оборудования приводят к сокращению сроков строительства хранилищ.

В хранилище с обособленными выработками-емкостями при сравнительно небольшой их протяженности строительство можно осуществлять глухими забоями, и расположение вскрывающей выработки в схеме хранилища существенного влияния на процесс горнопроходческих работ не оказывает.

Выработки и герметизирующие устройства шахтных хранилищ в породах с положительной температурой. В качестве вскрывающих выработок (строительных подходов) при сооружении шахтных хранилищ используют вертикальные и наклонные стволы.

При проектировании вскрывающих выработок подземных газонефте-хранилтц основными исходными данными являются: назначение хранилища (виды хранимых продуктов), объем хранилища, геологический разрез места расположения хранилища с подробной характеристикой пересекаемых вскрывающей выработкой пород, водоносных горизонтов и положения рабочей толщи, основное эксплуатационное оборудование (насосы), срок ввода хранилища в эксплуатацию.

Возможность разнообразного сочетания основных исходных данных приводит к различным конструктивным решениям вскрывающих выработок, которые могут встретиться в практике проектирования и строительства. Однако в зависимости от назначения, объемно-планировочных схем и горно-геологических условий строительства подземных хранилищ и требований, предъявляемых к конструкции вскрывающих выработок, их функции могут быть разделены и вскрывающая выработка в период эксплуатации является:

выработкой-емкостью для размещения хранимого продукта по всей длине выработки;

выработкой-емкостью для размещения хранимого продукта в пределах непроницаемого пласта до герметичной перемычки;

выработкой для сообщения поверхности с подземными выработкамиемкостями и размещения технологических, подъемно-транспортных и специальных коммуникаций.

В первом случае крепь вскрывающей выработки выполняют водонепроницаемой, что достигается, например, использованием металлической обсадной трубы для крепления ствола на всю его глубину и тампонированием закрепного пространства непроницаемыми растворами. Герметичная перемычка, расположенная в верхней части ствола, дает возможность использовать почти весь его объем в качестве выработки-емкости для хранения продукта.

Во втором случае требования к непроницаемости крепи распространяются лишь на участок вскрывающей выработки, пройденной в пределах непроницаемой толщи пород, в границах которого осуществляют тампонирование закрепного пространства непроницаемыми растворами. Герметичная перемычка, составляющая единое целое с участком непроницаемой крепи, дает возможность использовать нижнюю часть выработки для размещения хранимого продукта.

В третьем случае вскрывающую выработку в период эксплуатации используют исключительно для размещения технологических, подъемно-транспортных и специальных коммуникаций. Герметичные перемычки, расположенные в подходных выработках, исключают использование вскрывающей выработки для хранения продукта.

Таким образом, если отнести вскрывающую выработку к одному из рассмотренных случаев, то можно установить обоснованные требования к

161

конструкции и материалам крепи, определить нагрузки на нее: наружное гидростатическое и внутреннее давления и области их действий, ожидаемое горное давление и давление, вызванное тампонированием закрепного пространства, т.е. в конечном счете запроектировать вскрывающую выработку.

Основные параметры вскрывающих выработок (сечение, тип крепи и т.д.) подземных газонефтехранилищ определяют в зависимости не только от назначения хранилища, геолого-гидрогеологических условий, типа эксплуатационного оборудования и способа герметизации выработок-емкостей, но и увязывают со способами и технологическими схемами проходки выработок.

Горизонтальные выработки-емкости имеют площади поперечного сечения от 20 до 600 м2. Формы поперечных сечений выработок показаны на рис. 6.10.

К эксплуатационному оборудованию, размещенному в выработках-емкостях, относят погружные насосы, трубопроводы для закачки продукта, а в хранилищах нефти и нефтепродуктов также дыхательные трубопроводы для выпуска паровой фазы при закачке продукта. Открытый конец дыхательной трубы расположен, как правило, в штробе, созданной в самой высокой точке кровли выработки.

Выработки-емкости проектируют с уклоном (не менее 0,002) для обеспечения свободного стока продуктов к месту установки насосов.

Рис. 6.10. Формы поперечных сечений выработок-емкостей: а — прямоугольно-сводчатая с полуциркульным сводом;

бпрямоугольно-сводчатая с коробовым сводом;

в— арочная (подковообразная); г — трапециевидно-сводчатая;

д— прямоугольная; е — трапециевидная;

ж — прямоугольно-трапециевидная;

зпрямоугольно-трапециевидная с наклонной кровлей;

и— круглая насосные зумпфы.

Глубина зумпфов определяется в зависимости от требуемого подпора на всасывающей линии насосов (обычно 6 м). Зумпфы имеют, как правило, круглое поперечное сечение. В связи с высокими скоростями движения продуктов в зумпфах при откачке, для предотвращения возможного размыва поверхностного слоя породных стенок зумпфы облицовывают металлоизоляцией из легированных конструкционных сталей. Металлоизоляцию выполняют из обечаек на сварке. Пространство между металлоизоляцией и породой цементируют.

162

В почве выработок-емкостей при хранении продуктов без водяной подушки предусмотрено устройство бетонных полов минимальной толщины: для обеспечения лучшего стока продуктов к местам его выдачи.

По экономическим соображениям проводить выработки-емкости нужно без возведения крепи, они должны сохранять устойчивое состояние в течение всего периода эксплуатации хранилищ. Однако при необходимости создания хранилищ в неустойчивых породах прочность выработок-емкостей обеспечивается сплошной крепью. Целесообразность строительства таких хранилищ в каждом конкретном случае определяют технико-экономическими расчетами.

Выработки-емкости в неустойчивых породах имеют, как правило, круглую форму поперечного сечения. Это связано с тем, что для их проведения применяют щитовой или горный (эректорный) способ проходки. Способ проходки определяет также размеры сечения выработок-емкостей и конструкцию сплошной крепи. По своим конструктивным особенностям наиболее близки выработкам-емкостям подземных хранилищ перегонные и станционные тоннели метрополитенов, поэтому при создании хранилищ применяют комплексы проходческого оборудования и крепей, использующиеся в практике метростроения. При этом сечения выработокемкостей колеблются в пределах 20—70 м2, а для их крепления используют унифицированные сборные железобетонные обделки. Расчет такой крепи применительно к выработкам-емкостям не содержит специфических особенностей и осуществляется методами, принятыми в практике тоннелестроения.

К выработкам вспомогательного назначения относят околоствольные (коллекторные) и подходные выработки, камеры подземных насосных станций и эксплуатационные скважины.

Околоствольные (коллекторные) выработки предусматриваются в комплексных хранилищах, предназначенных для размещения двух видов продуктов или более, для соединения выработок-емкостей со вскрывающими выработками. Коллекторные выработки в период строительства служат для обеспечения выполнения работ по проведению выработок-емкостей и маневровых работ у вскрывающей выработки. Протяженность коллекторных выработок при электровозной откатке в приствольной части принимают, исходя из горно-строительных требований в зависимости от минимальной длины составов груженых и порожних вагонеток, схемы расположения стрелочных переводов и съездов, обеспечивающих маневровые операции электровоза

впериод ведения горнопроходческих работ. Протяженность коллекторных выработок

впределах их примыкания к выработкам-емкостям определяется шириной выработокемкостей и целиков между ними. Коллекторные выработки в приствольной части имеют сечения, обеспечивающие пропуск подвижного состава при двухпутной откатке породы и двух проходов для людей в соответствии с правилами безопасности.

Форму поперечного сечения коллекторных выработок принимают в зависимости от горно-геологических условий по аналогии с типовыми сечениями откаточных горных выработок.

Коллекторные выработки в каждую сторону от оси вскрывающей выработки на

протяжении не менее 15 м крепят постоянной крепью из несгораемых материалов. По всей длине выработки имеют уклон в сторону вскрывающей выработки для свободного стока воды в зумпф. В период эксплуатации в коллекторных выработках размещают технологические, вентиляционные, кабельные и другие трубопроводы, а также проходы для людей и транспортирования эксплуатационного оборудования при его ремонте или замене.

Подходные выработки служат для сообщения коллекторных выработок с выработками-емкостями и размещения герметичных перемычек. Протяженность подходных выработок принимают минимально возможной, но не менее 15 м по

163

условиям размещения герметичных перемычек. Размеры поперечного сечения подходных выработок также принимают минимальными по условиям проведения горнопроходческих работ, исходя из наибольших габаритов применяемого оборудования для сооружения выработок-емкостей. Проведение подходных выработок малого сечения осуществляют также из соображений уменьшения размеров герметичных перемьиек и упрощения работ при их возведении. Для максимально возможного сохранения герметичности пород на участках сооружения перемычек подходные выработки в слабых породах проводят без производства взрывных работ, в крепких породах — с использованием ослабленных зарядов ВВ. Протяженность таких участков подходных выработок составляет не менее 10 м.

Камеры подземных насосных станций предусматриваются в хранилищах, откачку продуктов из которых осуществляют непогружными насосами. В комплексных хранилищах в зависимости от числа видов хранимых продуктов, их объемов, требуемой производительности выдачи и типа насосного оборудования сооружают одну или несколько камер для размещения подземных насосных станций. Камеры насосных станций проводят либо на отметке коллекторной выработки, либо выше нее, но с учетом всасывающей способности устанавливаемых насосов. В хранилищах, предназначенных для хранения одного продукта, насосную станцию размещают во вскрывающей выработке или камере, примыкающей к ней. Размеры камер насосных станций в плане определяются числом установленных насосных агрегатов с учетом проходов вокруг них в соответствии с правилами безопасности. Высота камер определяется вертикальными габаритами насосного оборудования и подъемно-транспортных устройств, ее принимают не менее 3 м. Вскрывающие, коллекторные и подходные выработки и камеры подземных насосных станций оборудуют системами приточной и вытяжной вентиляции с искусственным побуждением. При этом предусматривают резервирование всех приточных и вытяжных вентиляторов.

Часовая кратность воздухообмена во вскрывающих, коллекторных и подходных выработках составляет 6 оборотов, в камерах подземных насосных станций — 20 оборотов. Приточная вентиляция вскрывающих, коллекторных и подходных выработок осуществляется путем сосредоточенной подачи воздуха непосредственно во вскрывающую выработку. Скорость воздуха в живом сечении выработок не должна превышать 8 м/с. Под живым сечением понимают сечение выработок за вычетом площади, занятой подъемно-транспортным оборудованием, лестничным отделением, технологическими и вентиляционными трубопроводами и т.д. Приточный воздух в камеры насосных станций подают в рабочую зону этих помещений. Вытяжку воздуха осуществляют из нижней (2/3 всего объема воздуха) и верхней (1/3 всего объема воздуха) зон камер. В камерах насосных станций в дополнение к общеобменной вентиляции предусматривают устройства местных отсосов в местах возможных утечек хранимых продуктов (сальники насосов, задвижки и т.п.).

Эксплуатационные скважины строят в подземных газонефтехранилищах, откачку продуктов из которых осуществляет погружными насосами. Эксплуатационные скважины обеспечивают осуществление сливоналивных операций и замеры уровня хранимых продуктов. Скважины обсаживают металлическими трубами с цементацией затрубного пространства. Диаметр эксплуатационных скважин определяют в зависимости от поперечных размеров погружных насосов, средств измерения уровня продуктов и пропуска газовой фазы. Глубина скважин определяется глубиной заложения выработок-емкостей. К эксплуатационным скважинам предъявляют требования полной герметичности.

Скважины бурят непосредственно в соответствующие выработки хранилища до их проходки. Это позволяет с высоким качеством провести все работы по сооружению скважин.

164

Герметизирующие устройства или герметичные перемычки предназначены для изоляции выработок, заполненных продуктом, от остальных выработок хранилища или внешней среды. Назначение герметизирующих устройств определяет ряд требований, предъявляемых к ним. Герметизирующие устройства должны выдерживать расчетную нагрузку (давление, создаваемое хранимым продуктом), обеспечивать достаточную герметичность как самой перемычки, так и ее контакта с вмещающими породами и закладными деталями технологических коммуникаций, а также возводиться из материалов, не подвергающихся агрессивному воздействию хранимых продуктов.

По назначению подземных хранилищ герметизирующие устройства подразделяют на перемычки для нефтепродуктов и сжиженных газов, а по воспринимаемому давлению — на перемычки низкого и высокого давлений. По расположению в подземных хранилищах перемычки проектируют двух типов: горизонтальные в вертикальных стволах хранилищ и вертикальные в наклонных стволах и подходных выработках.

На рис. 6.11 представлены конструкции герметизирующих устройств. Наиболее часто применяемыми на практике являются устройства, основанные на принципе гидрозатвора (см. рис. 6. 11, а, б, в), когда давление жидкости в полости перемычки превышает давление хранимого продукта в выработке-емкости.

В хранилищах, эксплуатирующихся с подпором подземными водами, в качестве изолирующей жидкости используют воду (см. рис. 6. 11, в).

Давление в полости гидрозатвора поддерживают за счет естественной гидростатики. В хранилищах, сооружаемых в практически непроницаемых породах, полость перемычки заполняют изолирующей жидкостью, к которой предъявляют требования длительной стабильности и образования гидравлической завесы в окружающем массиве пород, а также на контакте стенок с металлическими закладными деталями и породой (см. рис. 6. 11, а, б).

Непроницаемые бетонные стенки препятствуют фильтрации изолирующей жидкости, а тонкодисперсные глинистые частицы кольматируют поры в зонах контакта бетона с породой и закладными деталями, что обеспечивает достаточную герметичность полости гидрозатвора. В то же время определенная водоотдача изолирующей жидкости под давлением приводит к образованию в окружающих породах водяной завесы.

Для выработок-емкостей, сооружаемых в каменной соли, изолирующая жидкость в полости гидразатвора приготавливается на основе насыщенного хлорнатриевого рассола.

Возведение перемычек осуществляют на конечной стадии строительства после проведения всех выработок. Мощность зоны повышенной проницаемости в месте сооружения перемычки определяют по фактическим значениям газопроницаемости в массиве. Для этого по контуру выработок бурят парные параллельные шпуры (нагнетательный и наблюдательный) с расстоянием между ними 5 см.

Устья шпуров герметизируют с помощью специального устройства. Нагнетательный шпур соединяют с источником сжатого воздуха, наблюдательный — сиобразным водяным манометром. Затем в нагнетательный шпур подают воздух под необходимым давлением и одновременно в наблюдательном шпуре регистрируют интенсивность изменения перепада давления в трубках дифференциального манометра с точностью до 0,00001 МПа (1 мм вод. ст.). Образование перепада давления в коленах манометра свидетельствует о наличии проницаемости пород в массиве между шпурами. Аналогичным путем при перемещении прибора вдоль наблюдательного шпура с последующей герметизацией его на определенных расстояниях от обнажения осуществляют снятие характеристик проницаемости пород в глубине массива.

165

Исследования проницаемости проводят в направлении от обнажения в глубь массива, при этом измерения выполняют через каждые 5 см по длине шпура. При осуществлении измерений между шпурами происходит фильтрация, которая по мере углубления в массив пород затухает и на некотором расстоянии от обнажения не проявляется, при этом мениски в коленах дифференциального манометра остаются неподвижны в течение времени проведения измерений.

Рис. 6.11. Конструкции герметизирующих устройств:

а— бетонная перемычка с контурным гидрозатвором:

1выработка-емкость; 2 — полости контурного гидрозатвора; 3 — напорная стенка; 4 — система трубопроводов для залива и перемешивания изолирующей жидкости;

б — двойная бетонная перемычка: I — выработка-емкость; 2 — напорные стенки герметичной перемычки; 3 — полость гидрозатвора с изолирующей жидкостью;

4 — штроба; 5 — трубопровод для выпуска воздуха из гидрозатвора; 6 — трубопровод для заполнения гидрозатвора;

В — двойная бетонная перемычка с гидрозатвором, расположенная во вскрывающей выработке: 1 — выработка-емкость; 2 — полость гидрозатворов с изолирующей жидкостью; 3 — трубопровод для заполнения гидрозатвора; 4 — бетонные стенки герметичной перемычки; 5 — зумпф; г — двойная металлическая перемычка, расположенная в верхней части ствола:

1 — металлические перемычки в обсадной трубе; 2 — устье ствола; 3 — продуктонепроницаемый раствор; 4 — обсадная труба; 5 — вы работка-емкость; 6 — зумпф;

Д —двойная бетонная перемычка с гидрозатвором, расположенная во вскрывающей выработке: 1 — опорный венец крепи ствола; 2 — кольцевые металлические воротники; 3 — железобетонная рубашка; 4 — зумпф; 5 — выработка-емкость; 6 —

металлическая сварная обечайка; 7 — металлические перемычки.

166

Сравнение интенсивностей роста перепадов давления в дифференциальном манометре при различных заглублениях питателя в нагнетательном шпуре позволяет получить картину изменения проницаемости пород в массиве и определить границы зоны повышенной проницаемости.

Подземные хранилища с искусственной изоляцией. Существуют два вида подземных хранилищ с искусственной изоляцией:

напорные резервуары для хранения сжиженных углеводородных газов при естественной температуре вмещающего массива пород;

безнапорные низкотемпературные резервуары для сжиженных углеводородных газов, этилена и сжиженного природного газа.

Напорные резервуары сооружают в вертикальных и горизонтальных одиночных выработках, пройденных в верхних частях геологического разреза в толще проницаемых пород. Для герметизации выработок используют бетон в комбинации с металлом или пластмассой. Расчетное давление в резервуаре определяется упругостью паров хранимого продукта, для пропана, например, оно составляет 1,6 МПа. Резервуары имеют относительно небольшой объем — около 1000 м3

Рис. 6.12. Вертикальная выработка-емкость с железобетонной крепью и металлоизоляцией:

1 — дыхательный клапан; 2 — сигнализатор предельных уровней газа; 3 и 4 — 3 и 4 трубопроводы и арматура;

5 — барботажная трубка для измерения уровня газа; 6- шпунт; 7 — грунтовая засыпка; 8 — перекрытие; 9 — устье; 10 — крепь; 11 — металлоизоляция; 12 —днище; 13 — погружной насос.

167

На рис. 6.12 изображена вертикальная выработка-емкость, конструкция крепи которой спроектирована с учетом упругого отпора горных пород. Такая конструкция наиболее экономична в связи с низкими затратами на оболочку выработок-емкостей и использованием для их строительства бескопрового способа проходки. Применение этого способа сопровождается значительным снижением затрат и обеспечивает создание выработок-емкостей глубиной до 45 м.

Давление сжиженного газа, находящегося в выработках-емкостях, воспринимается железобетонной крепью с кольцевой рабочей арматурой, которая работает совместно с массивом окружающих пород. Крепь является наиболее ответственным элементом конструкции выработок-емкостей, в связи с чем к ней предъявляют ряд требований. Так, крепь должна воспринимать горное давление, внутреннее давление сжиженного газа и не допускать утечек газа в окружающие породы. Герметичность выработок-емкостей достигается за счет внутренней металлоизоляции из тонкой листовой стали толщиной 4— 5 мм.

Исследования показали, что превосходство технико-экономических показателей подземных вертикальных резервуаров по сравнению с показателями наземных металлических сохраняется при следующих значениях основных конструктивных параметров подземных выработок-емкостей: диаметр в свету 6 м, процент армирования бетонной крепи (1 =4 %, толщина бетонной крепи /г = 0,8 м, площадь арматуры без учета толщины металлической облицовки Ра — 316 см2.

При создании резервуаров, рассчитанных на меньшее давление в горизонтальных выработках, для герметизации стенок можно использовать пластмассу. Стенки выработок выравнивают, для того чтобы придать им правильную форму. Толщина выравнивающего слоя бетона зависит от состояния первоначальной необработанной поверхности, чаще всего средняя толщина бетонного покрытия составляет 15-30 см. Затем на стенку наклеивают, как обои, листы пластмассы, которые соединяют между собой с помощью сварки либо специального клея.

Рис. 6.13. Выработка-емкость круглого сечения с искусственной изоляцией: 1 — вмещающие проницаемые породы; 2 — бетонное покрытие;

3 — пластмассовая герметичная изоляция; 4 — выработка-емкость; 5 — контрольный сборник; 6 — канавка в бетоне.

168

Герметичность пластмассового материала проверяют при его изготовлении, а также в процессе испытания выработок-емкостей и их эксплуатации. Для контроля герметичности пластмассовой облицовки под ней в бетонной стенке оставляют канавки, по которым может мигрировать продукт, просочившийся через покрытие, и подземные воды из окружающего массива. По канавкам продукт и вода попадают в нижнюю часть выработки-емкости, где имеется контрольный сборник, сообщающийся с поверхностью. В конце его помещаются приборы для обнаружения следов хранимого продукта. На рис. 6.13 изображен поперечный разрез такой выработкиемкости. Что касается сохранности пластмассовой облицовки, то в выработке-емкости она находится в сравнительно благоприятных условиях, поскольку обычные агенты, вызывающие разрушения, такие как ультрафиолетовые лучи и кислород воздуха, здесь отсутствуют. Проведенные исследования показали, что пластмассовая изоляция не имеет признаков разрушения после семи лет лабораторных испытаний и пяти лет промышленного использования.

Низкотемпературные ледопородные резервуары для хранения сжиженных углеводородных газов (пропана и бутана) представляют собой вертикально­ цилиндрические выработки (котлованы), оборудованные перекрытием из искусственных материалов (сталь, бетон, железобетон). В основе этого способа хранения лежит снижение упругости паров сжиженных газов до атмосферного давления при охлаждении до определенной температуры, что позволяет в 10 - 18 раз сократить удельный расход стали по сравнению с использованием наземных высоконапорных резервуаров, так как стенками резервуара являются искусственно замороженные грунты. Такие резервуары строят на площадках, гидрогеологические условия которых обеспечивают создание сплошной ледопородной оболочки при их замораживании и устойчивость при эксплуатации.

Наибольшее распространение получили низкотемпературные подземные резервуары цилиндрической формы с различным соотношением глубины и диаметра. Они представляют собой котлован с искусственно замороженными стенками, который возводят в следующей последовательности. В водонасыщенных дисперсных грунтах по периметру проектируемого резервуара бурят скважины на 3 - 5 м ниже глубины залегания водоупора. Скважины обустраивают замораживающими колонками, по которым пропускают хладоноситель, что приводит к замораживанию грунта вокруг колонок и созданию ледопородной оболочки, сопряженной с водоупором.

При отсутствии водоупора замораживают также и дно резервуара. Ледопородная оболочка препятствует поступлению грунтовых вод в забой разрабатываемого котлована и является ограждением, под защитой которого выполняют выемку грунта. По окончании этой операции монтируют герметичное теплоизолированное перекрытие котлована. В том случае, когда резервуары предназначены для хранения сжиженных природных газов, стенки котлована также покрывают слоем теплоизоляции, толщина которого определяется в конкретном случае посредством расчетов.

Низкотемпературные шахтные хранилища сжиженного природного газа и этилена можно сооружать в устойчивых горных породах на небольшой глубине от поверхности (20 - 50 м) ниже уровня подземных вод. Такие хранилища представляют собой горизонтальные выработки-емкости, соединенные с поверхностью вертикальными или наклонными стволами.

Создают и поддерживают низкие отрицательные температуры в хранилищах (162 °С для природного газа и 104 °С для этилена) с помощью энергоемких установок низкотемпературного холода. Энергозатраты составляют основную часть

169

эксплуатационных расходов, поэтому экономические преимущества подземных низкотемпературных шахтных хранилищ в значительной степени определяются теплопритоками из массива пород. Для уменьшения теплопритоков применяют специальные покрытия внутренних поверхностей выработок-емкостей, предотвращающие распространение газа в породах и уменьшающие его испарение.

Внутреннюю поверхность выработок-емкостей покрывают гидроизоляцией, затем адгезионным слоем, обеспечивающим сцепление гидроизоляции с укладываемой поверх нее теплоизоляцией из пенопласта. В свою очередь теплоизоляцию покрывают эластичной непроницаемой для газа облицовкой. Гидроизоляция предназначается для закрытия возможных трещин на поверхности стен выработок-емкостей, она должна быть непроницаемой для воды, обладать хорошей адгезией к влажным породам и не отслаиваться при замерзании. Материалом гидроизоляции могут быть цементные растворы. В качестве теплоизоляции, обладающей низкой теплопроводностью и достаточной прочностью при отрицательных температурах, используют пенопласт из полиуретана. Непроницаемую для газа облицовку выполняют комбинированной из алюминия и пластмассы. Она имеет высокую прочность на растяжение и низкую газопроницаемость.

Разработки в области низкотемпературных шахтных хранилищ свидетельствуют о том, что их создание — достаточно сложная инженерная задача, поэтому поддержание низких температур и выполнение теплоизоляционных покрытий в выработках-емкостях требуют значительных расходов. Так дополнительные затраты только на устройство внутренней изоляции емкостей почти вдвое превышают стоимость собственно горнопроходческих работ.

Выработки хранилищ в вечномерзлых породах. В качестве вскрывающих выработок преимущественно используют наклонные стволы, проходку которых осуществляют под углом 14— 25° к горизонту. Угол наклона выбирают в зависимости от способа проходки.

Устьевую часть ствола длиной не менее 5 м крепят всплошную неполными дверными окладами, остальную часть ствола крепят так же, но вразбежку с шагом 2 м.

Сопряжение наклонного ствола с центральной выработкой крепят всплошную, длина крепления по стволу и центральной выработке должна быть не менее 4 м.

Размеры и форму поперечного сечения вскрывающих выработок принимают из условия обеспечения их устойчивости на периоды строительства и эксплуатации хранилища. Закрепное пространство вскрывающих выработок герметизируют послойным намораживанием снизу вверх водонасыщенного песка. Герметизацию наклонного ствола осуществляют на заключительной стадии строительства, по окончании технологического обустройства хранилища. Сначала устанавливают органную крепь с земной поверхности несколько выше места сопряжения наклонного ствола и смотрового шурфа (колодца). Крепь с наружной стороны обшивают досками, на которые накладывают гидроизоляцию. Затем в устьевой части ствола устанавливают крепь — неполный дверной оклад и органной крепью перекрывают сечение ствола, ее также обшивают досками, на них крепят гидроизоляцию (рис. 6.14). Вплотную к гидроизоляции весь ствол засыпают увлажненным грунтом и промораживают. Засыпку грунтом и его промораживание проводят послойно, при этом толщина слоя не должна превышать 0,5 м. Над устьем ствола делают послойную отсыпку и промораживают грунт высотой не менее 1,5 м по отношению к уровню земной поверхности.

170